自动化监测范文
时间：2023-04-06 19:22:35
导语：如何才能写好一篇自动化监测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号： P415.1+3 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着我国现代技术的不断发展，我国各行业的自动化建设也是迅速的，自动化系统的广泛应用，使我国各行业的发展更加迅速。尾矿库的自动化监测就是现代化技术发展的重要体现，同时也对尾矿库的发展起推动作用。众所周知，尾矿库自动化监测系统安装前，尾矿坝坝移观测为人工观测，观测频度不够，观测数据较为离散，观测数据精度不足以满足坝移预测分析的需要，因此，我们更应该去努力研究自动监测，自动化监测不仅可以弥补人工监测的不足，还能提高效益及准确度。尾矿库的自动化监测意义重大，是发展的大趋势，我们应该加强研究。
二、尾矿库概述
矿产资源是国民经济的重要组成部分，目前我国的矿产种类齐全，但贫矿较多，且技术落后于其他发达国家，尾矿的综合利用率仅为7%左右，这使得人们不得不关注尾矿的综合治理。尾矿是矿山开采的原矿石经选矿或其他工艺回收有用组分后废弃的固体物料，呈细粉状，粒径在0.15 mm以下，一般堆存在尾矿库中，是工业固体废弃物的主要组成部分。
随着科学技术的进步，大量新方法、新技术出现以后，人们逐步认识到尾矿中的大量有用组分可通过现行技术回收，并且一些新材料新产品可用尾矿作为“天然”原料； 尾矿是可以整体利用的具有多种用途的资源，被称为“二次资源”、“人工矿床”。如今越来越多的人认同尾矿作为资源这个观念，尾矿的开发利用不仅可以改善生态环境，对保护土地、环境具有积极作用，而且可以降低环境危害，减少环境治理费用，更可以达到充分利用资源，取得经济效益的目的。
三、自动化监测的基本要求、主要内容及重要意义
1、自动化监测的基本要求
(1)实用性。能适应施工期、运行期及更新改造的不同需要，便于维护和扩充。要求操作简单，安装、埋设方便，易于维护。
(2)可靠性。保证系统长期稳定、经久耐用，监测数据具有可靠的精度和准确度。
(3)先进性。自动化监测系统的原理和性能应具备先进性，根据需要和可能采用各种先进技术手段和仪器。
(4)经济性。系统中软硬件要求价格低廉，经济合理，相同监测功能下性价比最优。
2、尾矿库自动化监测主要设计内容
(1)尾矿坝安全监测。坝体的水平、垂直位移监测，坝体的渗水压力监测或坝体浸润线监测，坝体内温度监测。
(2)数据采集及信号传输系统。负责现场的各传感器信号进行采集，并将信号通过无线方式，实时、准确地传输至尾矿库安全调度中心，供上位机系统使用。
(3)库区远程可视化监控。设置库区闭路电视监控系统，并实施远程异地视频信号的同步传输与控制，为尾矿库安全监测自动化系统提供现场可视的、宏观的图像信息。
(4)尾矿库安全监测与调度系统。包含两个子系统:分析预报系统和调度指挥系统。
3、尾矿库自动化监测的意义
尾矿库安全监测实际上是一种管理，包括信息采集、处理、结论的得出、措施的制定、信息的反馈，其根本目的是为了工程安全和效益。随着科学技术的飞速发展，高新技术应用于尾矿库监测，减轻了监测工作的劳动强度，提高了工作效率。尾矿库安全监测应将尾矿库安全评价与设计参数等指标结合起来制定报警准则，充分利用尾矿库安全监测的成功经验和方法，理解、掌握和应用现代化的监测技术，利用科技进步，走即时化、智能化、网络化的监测道路。
四、系统设计依据和设计原则及系统组成和系统目标
1、系统设计依据和设计原则
（1）监测点的布置，既要保证监测点的位置具有代表性，又要体现其特殊性。
（2）全面、准确地反映坝体工作性态，及时发现异常迹象，满足安全生产管理的需要。
（3）监测系统的设计和选型，既有先进性又要实用性，在满足安全监测要求的前提下力求经济合理。
（4）配置相应的软件，实现监测数据的自动整理和分析。
（5）整套系统采用分层分布的优化设计方法，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，以方便系统升级以及与其它系统的连接。系统设计力求较高的稳定性、可靠性、灵活性、可操作性和可扩展性。
2、系统组成和系统目标
系统组成:尾矿库区监测系统、GPS坝体表面变形监测系统、尾矿生产视频监视系统、软件系统。
系统目标:在任何气候条件下，实时采集坝体浸润线数据、坝体内部位移数据、库水位及降雨量数据、坝体表面水平位移和坝体沉降数据；视频系统，尾矿管理人员可足不出厂即可直观察看该库区尾矿排放生产情况；软件系统，实时对有关数据信息进行自动采集、存储、加工处理和输入输出，可以利用安全监测数据和各种安全信息对坝体性态作出初步分析判断和报警，能对尾矿库安全监测资料进行整编分析，生成有关报表和图形，并可通过网页浏览和，作好尾矿库安全运行和管理工作。
五、自动监测系统的设计
1、自动监测系统结构
基于Internet广域网、矿业公司的Intranet局域网和尾矿库现场的监测仪器分布网，系统的基本结构设计为Internet-Intranet的C/S (客户端/服务器)结构。尾矿库现场采用分布式进行数据采集，采集站一般布置在较集中的测点附近，不仅可随时切换开/关，而且可将传感器输出的模拟信号转换成抗干扰性能好、便于传送的数字信号。数据采集仪将监测的数据存入坝上的服务器，所有的客户端均连接在公司的Intranet上，可直接访问坝上服务器的数据，而非局域网的用户则可通过Internet访问Intranet server获得数据。
2、监测系统软件设计
尾矿坝自动化安全监测及预警系统的软件由尾矿库的服务器、Intranet和客户端软件组成，均是基于VisualC++6.0集成开发环境，秉承了C语言所开发软件的快速，高效而又短小的特点:
（1）坝上服务器。服务器软件主要完成数据采集仪控制、数据库管理和网络通讯功能。
（2）客户端。客户端软件是对监测数据进行存储、分析、可视化显示部分，也是整个监测系统的核心。功能模块有:在线监测、数据管理、坝体安全评价、安全预警和系统管理模块。
各模块之间既有各自的工作任务又相互联系，其总体结构。其中安全评价和安全预警分析模块是重点。安全评价模块根据监测的浸润线高度、坝体的水平和竖向位移等数据对坝体的安全作出评价，给出坝体的安全系数。预警分析模块则建立预报专家模型，运用数理统计理论、灰色理论、神经网络方法和模糊控制理论等，建立预报专家模型系统和模糊推理机。
六、结束语
众所周知，尾矿库的自动监测有重要意义，不仅可以使矿产开发得到更好的发展，而且可以使我国的矿产资源得到更好的利用。我们应该掌握影响尾矿库安全的因素，如尾矿库及尾矿坝稳定性、尾矿库防洪能力及排洪设施和安全监测设施的可靠性等。掌握现代技术的基础上，更好的研究尾矿库的自动监测。
参考文献
[1]路美丽,崔莉.影响尾矿坝渗流场的因素分析[J].中国安全科学学报,2004, 14(6): 17-20.
[2]张力霆,齐清兰.尾矿库渗流场计算的改进有限元法[J].金属矿山, 2009(10): 63-65.
篇2
国际上，一些发达国家在滑坡自动化监测方面已经作了很多工作。1960年后，美国、日本、意大利等国家先后利用先进的监测手段，例如GPS卫星定位、遥感、气象雷达、微振技术等，通过自动记录、存储、计算机处理和信息远程传输等一系列过程，达到了对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的实时监测和预报。1983年哥伦比亚水电局研制了滑坡监测的自动数据采集系统，1987日本土谷尚等人研制了滑坡自动化监测系统。我国自20世纪80年代从国外引进了大量滑坡监测设备，也自行开发设计了大量监测设备。在滑坡自动化监测方面，国内三峡库区的监测应用走在前列，如：1999年在三峡库区秭归—新滩段，建立了长江三峡库区崩滑地质灾害监测工程试验(示范)区，以GPR监测技术替代了原有的精密大地测量技术，初步建立了GPS基准网，一些重大滑坡体上还建立了单体监测网，主要内容包含降雨量监测、地下水位监测、GPS地表位移监测、深部位移监测等。现阶段已能通过群测群防与自动化监测相结合实现库区地质灾害险情的及时上报，并为及时的做出应急救援赢得时间。滑坡自动化监测系统是由传感器子系统、数据采集子系统、数据传输子系统和网络子系统组成的。其工作原理如图1所示。传感器用于探测滑坡体的变形和应力应变特征，并将其转化为模拟量信号或电信号，固定安装在滑坡体的表层或者深部，主要有固定式测斜仪、孔隙水压力计、测缝计、GPS接收机等。传感器的数量、布置和精度要根据滑坡体的变形特征、地形地貌等条件进行选择。特别是在安装GPS观测系统以前，应进行GPS采集信号质量测试，分析研究拟安装位置是否适合建立GPS观测站。数据采集系统用于收集、存储传感器的监测数据。目前大多数的传感器均没有配套的数据采集装置，一般是通过数据采集仪(如基康公司生产的BGK-MCU、南京南瑞公司生产的DAU2000自动化采集单元)实现数据的自动采集工作。GPS接收机内已经内置了数据采集模块，具备数据的定时采集功能。数据传输系统用于完成数据采集子系统数据子系统用户间的数据和指令的相互传递，实际上控制中心和用户之间的通信是利用互联网并通过系统实现的，所以狭义上的数据传输系统是指数据采集子系统与数据子系统之间的数据传递。数据传输方式分为有线与无线两种。有线方式可以是电缆、电话线、光纤等；无线方式包括公用网络CDMA、GPRS网络和卫星通信等，应根据滑坡区的具体条件进行选择。数据子系统由底层数据库和主页两部分组成，前者用于管理各类监测数据，后者用于分析处理各类监测数据，并将滑坡体的变形情况以图形和文字的方式反馈给用户，实现监测预警。自动化监测（实时监测）系指通过各种监测、采集、传输、技术，让目标层人员在第一时间内了解、掌握有关灾害体的变形动态和发展趋势，进而做出决策的多种技术的集合。随着移动通讯技术、网络技术以及卫星数据传输技术的发展，基于物联网的滑坡自动化监测将逐部实现预警预报实时、监测数据实时分析处理等功能。监测仪器的智能化和精度也将逐渐改进和完善，最终将达成地质灾害远程实时监控的目标。通过Internet实现地质灾害监测数据的在线共享、在线分析处理，及时预报并预警信号，甚至完全实现全部操作的自动化，接到报警信号和灾害信息后，管理者可通过网络平台进行资源调动、紧急动员，从而实现快速应急响应和灾害救援的目的。
2基于物联网(传感网)技术的滑坡监测预警系统
从架构上划分为“4个层次”，即监测感知层、信息传输层、数据处理层、预警层，具体过程如图2所示。2.1监测感知层即数据采集。主要通过GPS、全站仪、测斜仪、裂缝计、孔隙水压力计、雨量计等设备对滑坡(变形)体发育过程的相关量进行感知，把滑坡(变形)体的物力性质(状态改变)在系统内转化成为数字信号，使其可以进入网络通讯。2.2信息传输层利用GPRS技术与移动通讯技术，对各传感器采集的滑坡(变形)体地质灾害监测数据进行传输，起着连接感知层与数据处理层的桥梁作用。信息传输层是系统结构关键的环节，传输层的传输能力和稳定程度直接影响监控中心对数据的正常接收。2.3数据处理层对信息传输层接收的滑坡(变形)体地质灾害监测数据进行存储、挖掘和分析，是整个小浪底库区滑坡体自动化监测系统的核心部分。数据的分析处理部分主要依靠与系统匹配的功能软件来实现。2.4预警层基于物联网的自动化监测系统和管理部门的接口，实现滑坡地质灾害监测预警结果的实际应用。通过数据处理层得到的滑坡稳定性信息与分析处理结果，结合小浪底库区滑坡预警指标及预警阈值，最后经过小浪底管理部门对预警结果的审核、批准，滑坡(变形)体地质灾害预警信息。
3结语
篇3
关键词广播电视无线信号；监测系统；实践
中图分类号TN948.7 文献标识码A 文章编号2096-0360（2016）03-0024-02
沙湾县广播电视台自从成立以来，无线广播电视一直和有线电视信号传送交叉覆盖，让广大人民群众能够顺畅收听。无线数字广播电视的建设完成也让沙湾县偏僻山村20万老百姓看好电视、听好广播的问题得到有效解决，调频广播由最初的1个频率增添到当今的5个，可是无线信号的监测变成急需解决的问题。2012年，我县广播电视台开发了广播电视监测系统，使用至今为相关人员第一时间发现和解决问题提供了便利。
1自动化监测系统概述
无线发射台是将电视、广播信号传输到百姓家中的基本设施。经过构建一套科学、高效的无线发射台信号自动化监测程序，能够提升无线发射台的安全传输水平。第一时间发现传输安全隐患，信号监测地点的选择特别重要，经过对无线发射台输入信号源、切换器、接收设施、分配器等有关节点的信号加以监测，完成机房链路的全过程监视，有利于工作人员了解每个信号节点的状态。沙湾县无线广播电视信号监测程序是一个效能齐备、技术领先、统一监测的无线电视、广播信号监测软件，其运用全向天线接受、数据库、信息压缩等先进技术，由一套全向广播、电视天线阵、指标智能测量、计算机硬盘刻录设施、频率扫描程序、查询程序、数字报表程序构成。能够即时掌握本县空中电视、广播信号的传输状况。此程序运用板块化设计，运维便利，在配给移动天线的状况下，此套设施能够放到移动监测车中实施动态监视，为找寻不正当电视、广播节目提供了先进措施，为广播电视信号的安全传输奠定了技术基础。
2自动化监测系统的基本要求
为确保监测程序安全、平稳、有效运行，另外能够顺应将来发展趋势，程序应当达到。
2.1稳定安全
使用嵌入型一体化设施。信号监视、故障警示、设施监测都使用嵌入型板卡实现，每一个模块均能够进行热插拔。
2.2面向业务
使用面向组织效能的客户模式，对业务过程进行压缩，利用目标导引将结果导出，防止繁杂配置与多次录入。
2.3便于运维
监测程序发生问题会马上报警。运维工作者仅需要更新有关问题模块，更新后不用重新设置。
2.4规范标准
程序硬件接口依照国家统一要求、电源系统运用电信级模式、各层级协议参照政府相关要求与行业指标。
2.5灵活扩展
监测前端使用全IP结构，支持广播电视领域每一种数字/模拟广播信号的录入。程序运用开放协议的分布监视形式，能够和其他程序板块和硬件设施进行延展衔接。
3自动化监测系统实现的基本功能
3.1全方位信号接收功能
调频电视全向天线阵由六副对数天线构成，相邻两个天线的夹角为60°，可以无死角接收无线TV/FV信号，确保在一定范围内都能够收到，让不正当信号没有机会可利用。
3.2接收信号硬盘存储功能
客户可使用计算机设施设置、保存与修改正当频道、频率表和正当频率、频道的日常播放表，当作找寻不正当信号的比照信号，可以对存有异常的频率、频道信号加以搜集且储存、回访储存的影像资料，且可以保存到客户选定的地点，有助于工作者查找以前材料，实施对照探究。3.3扫频与方向测定功能该程序能够同步对每个天线接收的电视频段或者广播频段的所有频段信号进行即时频谱扫描，还能够由客户选定频段加以扫描，另外还能够对选定的诸多频点实施扫描，能够依据储存的正当电视、广播信号和扫描的信号进行比较，当产生和设置、保存的正当电视、广播信号有出入的信号时，确定为非法电视、广播信号，这个时候六幅画面同步定频扫描且发出警示信息，频谱数值最大的方向能够确定为非法电视、广播信号的传输方向。
3.4可以实现场强的准确测量
实现场强的精准计量是监测程序能够高效工作的基础，从接收机中获得的中频AGC电压信号的变动和信号场强变动两者间呈现为十分繁杂的函数关系，另外该电压不但和接收的频率有关系，另外还和首个接收机高频回路的特殊性质有关系，不可单一地运用此电压来测量接收的场强。对于某一台接收机，在接收一个频率的过程中，将各个场强状况下的中频电压与频率逐一记载下来，构成场强表格a，经过长期的剖析与实践，依据已构建的数学公式S=F(V,a)其中，S代表的是场强，V代表的是中频电压，a代表的是场强表格。为了让计量结果达到有关精准度要求，可每间隔l0dB场强测量获得一个电压数值而场强不单单是中频电压的函数，同时是接收频率的函数，即记录有频率的场强表格具有二维属性，假如要更改100个频点的场强，绘制场强表格就要得到1000个计量信息，此在实践过程中有很大难度，所以一定要运用先进的技术举措降低场强表的数字数量。构建同一个接收机的场强计算公式S1=F1(V,f)其中，S1代表的是场强，V代表的是中频电压，f代表的是接收频率。由于各个接收频点均有一个场强表a=A(f)因此，Sl=Fl(V,f)=F(V,A(f))将场强表中的频点降低为4个，共计40个计量点。所以对于任一接收机，只要检测40个数据当作场强表，便能够核算出任一接收频率下的场强表，能够明显的减少生产运行过程中的工作数量。用真实的数据来核算出接收94.3MHz等频率时的场强表。进而核算出某个频率的场强。
3.5综合报警
软件支持多个类型的报警方法，来警示机房值班者。支持OSD状态灯报警、清楚语音报警、图像四周颜色变成红色等即时报警模式。运用语音报警程序，利用网络地址整理源自于诸多监测主机发出的报警信号，通过逻辑处置后再实施语音报警，且可以依据报警信息的差异按类显现。能够对报警信息与报警原则进行自主设置。配置有语音文件库，能够依据报警信息智能形成语音文件，无需人工录音。利用音频混合器，把节目伴音统一发送出报警器，实现任一选取节目监视节目伴音。
3.6系统管理
数据库管理：程序能够即时记录监视故障与监测数据，且能够利用互联网随时进行查询。能够从故障出现起止时间、故障出现类别、故障出现频道等多个选项中选取任何一项来实施数据库记录的查阅工作。用户权限管控：支持2个层级的用户，一个是普通用户，另一个是超级用户。后者拥有增添或者删除程序用户的权限，而前者不具有此权限。
4总结
长期以来，我们始终对本县监测程序的运用进行研究。作为一名长时间奋斗在一线的技术工作者，解决存在的缺陷与不足，不能仅依托夜以继日的工作来预防非法信号的入侵，更关键的是依托高科技设施，特别是县一级的广播电视台，技术工作者匮乏，设施滞后，资金严重不足，预防不能仅停滞在口头层面上，要实现安全、高质量、高效播出，一定要从技术、设施方面想方法。我们经过开发机房自动化信号监测软件，实现了机房工作人员第一时间发现故障隐患，技术人员能够利用报警效能逐个找寻，完成软件故障的排查，比单单依托值班工作者监视故障更客观、更高效，保证了节目的安全、零秒、优质播出。
参考文献
[1]刘羽丹.广播电视监测技术的应用[C]//2006全国广播电视发射技术论文集（1）.2006.
篇4
【关键词】 自动化监测 市政建设工程 应用
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：
前言
一、贯彻实施自动化监测是市政建设工程的发展趋势
随着国家经济的飞速发展, 各项工程建设不断开展, 各种安全事故也伴随着不断出现。严重威胁国家和人民财产和生命安全。因此, 建设工程安全监测就显得尤为重要。目前, 工程建设中安全监测大多采用传统的方式, 即将传感器埋设于需要监测的位置, 监测人员间隔一段时间必须到现场取得相关数据。人工测量存在多方面的问题, 不能实时监测数据的变化; 由于监测的位置一般是结构特殊部位, 测量人员的安全也不能得到保障; 测量劳动强度大; 人员不可到达的地点不能测量, 关键的数据难以获取; 数据处理难度大。远程自动化监测系统可以有效地解决这些问题。
1、市政工程监控的意义
市政工程主要是指市政设施建设工程。它一般为国家的基础建设，包括城市及农村的公共交通设施、给排水、防洪、防水、照明、环境卫生等基础设施建设，是居民生存和发展的物质基础，也是民生之本。随着我国经济持续高速增长，基础设施建设投资项目在不断增加，很多市政施工企业也大量发展起来。但由于市政工程本身复杂、外部环境、天气等因素影响，施工总体难度偏大，造成整个工程项目的质量难以控制，经常发生重大工程质量事故，这些没有质量保证的工程项目给国家和人民的生命财产造成重大的影响，也给整个社会带来负面影响。目前，市政工程质量问题已成为国家加大基础设施建设、提高居民生活水平、确保国民经济可持续发展等重大决策的重大问题。分析市政工程项目质量的影响因素，研究市政工程项目质量控制方法，对加强工程质量监控、提高市政工程质量水平都有着极其重要的现实意义。
2、自动化监测的概念
在建立统一的设备监控平台的基础上, 用自动的方式利用服务器对网络中的设备进行轮询实时收集运行和报警信息把操作人员从对众多设备的人工巡检工作中解放出来,专注处理联系协调工作。在设备出现故障时用声光报警用图形化的方式显示报警位置和具体信息给操作人员进行故障定位和故障原因判断提供数据依据。正确、安全传输高质量的信号是总控的主要工作,但是以前对信号质量的监测是通过技监设备用人工方式抽检速度和准确度都没有办法保证,在同时多个信号同时传输时,没有能力及时发现信号质量的变化。在新总控监测系统的设计实施中把对信号质量的实时监测也提到了一个重要的地位。选用可以使用计算机进行监测控制和数据收集的视音频监测设备对系统中正在传输的视音频信号进行实时轮询及时的捕捉到信号质量的变化采取对应措施保证高质量的播出 。
自动化监测手段能够有效监测到目标物的实时的变形情况, 为施工提供及时有效的信息。其中合理选用各种监测仪器设备尤其重要。而且仪器设备的高质量与高精度也起到了极其重要作用。自动化监测手段在市政工程建设过程有着广阔的发展前景。合理应用自动化监测手段更能有效地全面的掌握监测目标物的变形状态, 只有这样才能更加能确保工程安全。
二、自动化监测技术在市政建筑工程中的应用现状
1、自动化检测在市政建筑工程中的应用原理分析
光纤传感器是集传感和传输于一体的测试器件，将机械变化量转换为光变量，进行测量的系统。光纤传感器有着得天独厚的优点，光纤具有质轻、体积小，易于埋入任何形式的构件中，而不会对结构和材料的性能和被测区的应力、应变状态产生较大影响。此外，光纤传感器还具有灵敏度高、精度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好等特点。光纤光栅传感器采集到应变、温度或者压力等物理量变化后，转成光信号（光波的波长变化量）通过光纤传输到光纤光栅解调仪中，由光纤光栅解调仪采集数据并进行分析。高智能传感器可以对传感器进行非线性补偿和温度补偿，提高了测量结果的准确度。测量结果在保存到传感器内存中的同时，还可以经总线接口芯片转换为统一的总线接口，进行自动测量。其工作原理为：传感器感应出的交流频率信号首先进行放大滤波，然后送入到微处理器中进行频率测量；温度传感器测量出待测点温度值后输出给微处理器。微处理器读取存储在内存中的标定参数与温度补偿系数，经计算处理后将频率信号转换成待测的物理量数据。
2、光纤光栅传感器的工作原理
结构健康监测是通过一系列传感器对结构的响应按照一定的采样频率进行测量，从这些测量值中抽取对损伤敏感的特征因子，井对这些特征因子进行分析，从而获得结构当前的健康状况。光纤光栅传感技术是利用紫外光在光纤内部写入的光栅反射或透射Bragg波长光谱，实现被测结构的应变和温度量值的变化测量。光纤光栅的反射或透射波长光谱主要取决于光栅周期和反向耦合模的有效折射率，任何使这两个参量发生改变的物理过程都将引起光栅Bragg波长的漂移。所有引起光栅Bragg波长漂移的外界因素中，最直接的为应变参量，无论是对光栅进行拉伸还是压缩，都会导致光栅周期的变化。
3、市政建筑工程中，自动化监测方法的特点
与传统的人工测量相比较有以下几点特点:
（一）实现实时、连续跟踪测量, 不受外界因素的影响, 而常规监测, 只能在地铁晚间停运后进人隧道工作, 也只有3 一4 个小时。
（二）整个测量观测、记录、存储、计算和出报表等工作完全采用自动化, 避免人工记录、誊写和计算而出现的错误, 保证了监测精度。
（三）根据监测点的不同要求能以不同颜色直观表示其变化形态幅度及范围。
（四）根据工况情况要求能自动设置预警、预报和报警三级装置, 保证施工阶段全过程的安全。
4、自动化监测系统在市政建筑工程中的重要作用
为了确保工程建设中的安全, 监测点的数据需连续不间断采集, 这就要求监测系统能够稳定、可靠而又要长期实时地工作。另一方面, 为了节省人力物力, 提高监测效率, 监测系统还需实现无人值守的远程自动化监控。因此, 远程自动化监测系统应具备以下几个主要特点:
（一）实时监测功能
能实现对监测点进行全天候连续观测, 同时能够及时将监测数据传回主控中心, 进行实时解算分析;
（二）数据通信功能.根据实际情况采用可靠有效的通信介质, 实现远程海量数据的采集和传输, 并实现现场工控机与控制中心的远程通信;
（三）远程控制功能.监控中心能够远程响应现场工控机的数据指令, 了解设备的运行情况, 并作回应以控制其数据的采集与传输;
（四）数据综合处理功能.对接收的数据能够快速进行解算分析, 报告实时测值状态, 结果信息的显示、打印、进库;
（五）系统的故障自诊断功能.中心监控软件能够判别系统故障原因;
（六）具有预警功能. 此系统可以根据现场实际情况设定初始参数定义预警界限, 当信号发射装置到达并超过预警界限时进行报警提示。
结论
工程建设远程自动化安全监测系统的研究和开发是一个多学科、多分支且综合程度高的课题, 涉及到测绘、力学、电子、数学、控制学、计算机技术等多个学科, 且针对不同的具体工程实际和监测项,涉及到不同的方式和方法。对某一条具体的实际工程项目, 首先应该根据该工程建设的安全级别和程度, 确定该工程的安全监测项目和警戒值, 选用相应的监测仪器、配件和系统软件建立远程自动化监控系统。为满足实时、连续、远程、非接触现代工程建设安全监测的要求, 系统涉及到传感器、数据采集仪、信号的发射和接受、数模转换的配置、系统软件开发等多项技术。
【参考文献】
篇5
关键词：水电站；安全监测；水利工程
我国水电站大坝安全监测自动化建设正在持续进行，它与水电站大坝建设的关系非常密切。
1 水电站大坝安全监测自动化的意义
做好水电站大坝安全监测有非常重要的意义。它决定水电站大坝建设是否具有经济效益，如果水电站大坝建设出现安全问题，其经济效益就会降低；它决定水电站大坝建设是否具备社会效应，水电站大坝如果出现安全问题，波及的范围将非常广泛，其安全事故会带来人民生命财产安全的问题；它决定水电站大坝建设是否具备环保效率，建设水电站大坝的前提是不能破坏当地的环境，需让水电站建设具备环保效应。目前我国应用自动化的方式进行水电站大坝安全监测作业，它的自动化发展的现状决定水电站大坝安全监测的质量。为此，本次研究探讨了水电站大坝安全监测自动化的现状和展望问题，提出的发展趋势可作为水电站大坝安全监测自动化建设的目标。
2 水电站大坝安全监测自动化的现状
2.1 大坝监测内容的现状
目前我国除了巨型水电工程能实现全程安全监测以外，其它的工作只能在部分环节开展自动化安全监测。当前我国水电站大坝安全监测的重点如下：
变形监测。变形主要分为水平变形和垂直变形两种。以观测大坝的某一段为例，通常监测单位会在坝顶与坝后坡设转传感器，监测垂直变形；在内部设置传感器，监测水平变形和沉降变形。
渗流监测。渗流监测的重点为监测渗透压力和渗流量这两个参数。以监测一段大坝的渗流参数为例，监测单位通常每隔一个坝段便设置一个传感器，传感器能采集排水沟积水数据，中央控制系统可根据这类数据分析大坝渗流的情况。
应力监测。目前我国只有巨型的水电站才监测应力参数，中小型水电站已不再通过监测这类参数了解水电站大坝安全的情况。
2.2 大坝监测设备的现状
我国的水电站大坝应用自动化的设备进行安全监测，其中最主要的几项设备如下：
传感器。目前我国已经在水电站大坝安全监测中应用了智能传感器，这种传感器把数据收集和信息技术处理相接合，采集的数据可成为中央集成系统数据分析的依据。现在传感器可采集的数据范围为水平位移、垂直位移、扬压力和地下水位、渗流量、应力和应变等数据。
量测控制设备。它又被称为MCU，负责水电站大坝安全监测设备的工作流程，比如它可控制传感器、通信设备、存储设备、电源设备、辅助设备工作等设备的作业，使每个监测环节紧密联系，形成程序化的作业。MUC内设数据存储芯片、自带电源及蓄电设备、自设防雷装置。它兼容多种通信协议，能用无线和有线的方法传输数据；自设人工比测模块接口，可外接读数设备。
其它外接设备。其它外接设备包括打印、绘图设备、UPS设备等，它们能拓展水电站大坝安全监测系统的功能、优化监测系统的运行。
2.3 大坝监测系统的现状
硬件设备。水电站的中央处理器应用最先进的计算机主机，服务器的运行速度快，它能实现中央集成控制、分析海量数据、完成数据管理的功能。
软件系统。中央处理器的运作目前使用WINDOWS系列软件，该软件为一种系统平台标准。水电站大坝安全监测控制软件使用MCU自带的软件，数据管理系统应用OFFICE套装系列软件中的EXCEL软件，它与WINDOWS系统同为微软公司开发的软件，两种软件能相互兼容，这种数据库软件也是目前被应用得最广泛的软件。
通讯系统。水电站的安全监测系统对数据传输的稳定性要求较高，为了提高通讯质量，目前大坝应用光纤设备作通讯设备，通讯方式以有线数据传输为主，无线数据传输为辅，通讯协议应用IP/TCP协议，网络构成方式为稳定性较强的局域网络。
3 水电站大坝安全监测自动化的展望
3.1 监测范围的展望
目前，我国水电站大坝安全监测范围的问题为局限性的问题，即水电站大坝安全监测需要哪些数据，就监测哪些数据；出于成本的考量，可以放弃一些不重要的数据监测，仅监测重要的数据。这种安全监测方法会漏掉一些监测的细节，可能会埋下安全监测的隐患。未来，人们提出水电站大坝的建设要与监测紧密结合，这是指大坝在建设的时候，就要考虑到全程监测的问题，把安全监测纳入水电站大坝建设的体系。如果能实现这一构想，未来的水电站大坝就能采用以下的方法开展安全监测：全程化的安全监测，即突破目前局部监测的现状，实现全程监测；重点化的安全监测，即对部分重点位置采取精细化的监测措施；动态化的监测，即应用数据监测优化大坝建设，让安全监测数据为大坝建设提供科学依据。
3.2 监测设备的展望
监测系统的硬件设施未来会向以下几个方面发展：标准化的方式发展，监测设备需要大量的电气自动化产品，虽然在微软公司的提议下，目前电气自动化产品的接口已经标准化，但是电气设备的型号、性能、参数等指标还未实现全部统一化，未来，监测系统的硬件设施会向统一化的方向发展。数字化的方向发展，水电站大坝安全监测系统如果要全面实现集成化的监控，就必须应用数字化的设备。智能化的方向发展，未来监测设备能实现智能判断、智能控制，减少人力资源的干预。
3.3 监测系统的展望
目前人们提出了集成化、智能化、精细化监测系统的构想。以集成化来说，未来水电站大坝的中央处理系统能够集成所有设备的运作，实现监测作业的横向联系；集成数据采集、分析、存储的全面监测管理，实现数据通讯的纵向监测。未来，水电站大坝安全监测系统的作业几乎不再需要人力资源的干预。
4 结束语
目前我国水电站大坝安全监测自动化还未实现全面监测、全自动监测、精细化监测，其监测的结果还比较粗放，监测数据的利用范围还比较狭窄。本次研究对水电站大坝安全监测自动化现状进行分析，在此基础上提出了它未来发展的趋势，相关的部门可以以本次研究提出的发展趋势为目标，推动水电站大坝安全监测自动化的发展。
参考文献
[1]苟晓丽.施工期大坝安全监测自动化系统的实施技术探讨[J].水电自动化与大坝监测，2014（1）.
[2]张文飞.浅述水电站大坝安全监测现状及其自动化动态[J].广东科技，2013（10）.
[3]杨新利.浅谈自动化技术在水库大坝安全管理中的应用[J].陕西水利，2013（1）.
[4]李季，陆声鸿，郭晨.李家峡水电站大坝安全监测自动化系统[J].水力发电，2005（6）.
篇6
1单尺倾斜计算
单个水平尺的倾斜值根据T＝C0＋C1E＋C2E2＋C3E3＋C4E4＋C5E5进行计算。式中：T为单个水平尺的倾斜值，mm／m；Ci为仪器系数，由厂家提供；E为单个电水平尺本次测量的电压值，V。
高程计算（考虑尺链传递）假设由n个电水平尺组成尺链，且1号尺起端为计算基准点，另一端为高程测试点，其他尺寸同样表示，则该电水平尺链上各测点高程的计算公式为Hn＝B＋T1L＋T2L＋T3L＋……＋TnL。式中：Hn为第n个电水平尺的测点高程，mm；B为基准点高程，mm；Tn为第n个电水平尺的计算倾斜值，mm／m；L为单个电水平尺的长度，m。起算基准根据传感器的设计情况进行相应选择。
2自动系统设计
使用与ELbeam倾斜传感器配套的CR10X数字自动记录仪实现自动化。CR10X数据记录装置不仅可靠，而且可以兼容几乎所有的传感器和数据采集单元。独立的一个数据记录装置可以读取小范围内的很多支传感器，电信号的传输会随着传输电缆长度的增长而呈非线性衰减，采取配置信号放大器、防雷滤波器减少隧道内因电缆过长而导致的信号衰减以及列车驶过时造成的信号干扰，系统组成见图3。
3系统特点
1）高分辨率。电水平尺的最小量程为1″，根据L（sinθ1－sinθ0），在1m长的梁两端可以检测到0005mm的竖直位移变化。2）可靠的测量数据。当电水平尺梁的长度确定后，其倾角的变化量可以精确地换算成梁两端的沉降位移量，并将多个梁首尾相连，能够计算出各端点的绝对位移量，与当地高程系统联测一个梁端点的高程，可以得出所有梁端点的绝对高程。3）安装简单。电水平尺安装无须复杂的工具，且梁的长度可以根据现场施工条件灵活变化，不受外界条件限制。4）数据自动传输。通过有效的电缆可以把实时采集到的数据传输到CR10X，并由电脑实时查看原始数据，一目了然。5）远程监控。通过自动化处理软件对采集到的电信号数据转化成直观的沉降数值量，并通过现有通信技术实现定期发送SMS短信，实现远程监控［10］。
4应用实例
4．1基本情况南京明基医院位于南京地铁元通站—中胜站区间和中胜站西站厅地铁线路南侧，主要由地铁广场楼、住院大楼、办公楼组成，基坑与地铁车站站台边线的距离为13～25m。施工场地位于南京河西地区，场地地貌单元属于长江漫滩之上，中胜站及地铁线路所属区间场地地表为人工回填土和新近堆填土，地下覆盖层主要为软弱黏性土及饱和砂土。场地内淤泥质土饱含地下水，水位在地面以下03～05m，年最大水位变化幅度小于1m，一般在05m左右。
4．2监测目的明基医院施工属于中胜站地铁保护区范围内，为确保地铁的运营安全，需布设测点进行监测。
4．3监测方法及项目以电水平尺法自动监测为主，人工监测为校核手段，监测项目主要有竖向位移监测、差异沉降监测。
4．4监测点的布置根据现场测量，明基医院基坑与站台边线的最近距离约为13m，基坑最大开挖深度低于地铁隧道底标高约8m。为了保证地铁隧道的安全，选取明基医院地铁广场楼侧地铁隧道作为监测段，选用成熟可靠的sinco监测设备和软件，建立自动化监测系统。选用35支3m长的电水平尺，首尾串联构成约100m长的监测尺链线，紧贴地面安装在轨道的道床上，将CR10X数据自动采集器就近安置在隧道侧壁上，同时，在中胜站站台上设主控计算机对监测段地铁隧道现场数据进行自动采集、存储、处理及传输。电水平尺、人工监测点位置与最近地铁轨线的水平距离为02～03m。在地铁隧道与车站间的结构缝两侧约1m处的道床上布设1对沉降监测点（如图3所示），用于结构差异沉降监测。
4．5电水平尺监测系统组成
4．5．1硬件要求
4．5．2软件要求1套实时数据控制软件Logger－Net，1套电水平尺自动化处理软件，分析并处理采集器采集到的数据，形成直观变形曲线图。
4．5．3监测基准点的确定根据基坑开挖对地铁的影响范围，选取在影响范围外的一支梁的端点作为本次监测的基准点，并与二等水准基点联测，检测基准点的稳定性。电水平尺基准点应与人工水准测量点共用，由人工从车站内稳定基点引测到电水平尺基点，其基点高程变化应与水平尺监测数据进行修正。
4．5．4初始值的测定系统调试完毕后，选择运行后第1天的24个周期的平均值作为本次监测的初始值，每周期数据均与初始值作比较，得出每期数据的变化量、日变化量和累计变化量。电水平尺自动化监测系统每1h对监测数据采集、处理一次，定期用二等水准点进行人工复核，同时，定期对地铁隧道与车站间的结构缝差异沉降进行监测。
4．5．6报警设定地铁隧道的最大沉降值应≤10mm，报警值为最大值的1／3，警戒值为最大值的2／3。操作人员可以通过控制软件的界面对数据采集器进行采集间隔时间等工作参数的设定或修改，一旦采集到的数据达到或超过预先设定的报警值，计算机就会以色彩和音响的方式发出报警信息，自动通过手机短信向有关单位报警。地铁隧道与车站间的结构缝差异沉降＞±3mm时预警，＞±5mm时报警。
4．5．7数据分析比较
4．5．7．1明基医院基坑开挖各阶段数据比较选取4个时间点对8个典型监测点进行沉降值比较。由于845点位于变形区10m外，受施工降水影响，沉降不明显，而850，855，860，8704点位于基坑一侧，土体开挖时有较大沉降。其中，2006年7月15日，地铁保护区内的明基医院基坑开挖到底部时地铁隧道的最大沉降值为7．0mm，随着基坑底板浇筑以及地下水回灌后，地铁隧道底板有不同程度的回弹。
4．5．7．2地铁运营和停运对自动监测的影响地铁运行时，列车震动和隧道内空气湿度均会对电解质传感器造成一定影响，系统在整个施工期间，每天的变化量对运营和停运分析没有可比性，而提取其中的某一时段作为列车停运与运营对该系统的影响分析则具有一定的可比性。每天00：00至06：00作为地铁停运期，其他时段作为地铁运营期，平均后分析比较，列车运行期间与停运期间各点差值很小，最大为0092mm，最小为－0002mm，总体趋于平缓，列车运行和停运对自动监测的影响。
4．5．7．3人工监测与自动监测数据比较按照二等水准技术标准布置Y6～Y12监测点，采用人工进行沉降监测，监测频率为1次／d，监测时间为每天00：00至03：00。自2006年7月5日采集初始数据后开始正式运行自动化监测系统，1．5个月后将人工监测的数据累计值与自动监测的累计值进行比较，其差值均在±03mm，证明二者数据是吻合的，不存在明显差异，同时也证实了自动化监测系统的可靠性。人工监测与自动化监测累计变化量比较如表2和图9所示。
4．5．7．4地铁隧道与车站间结构缝的差异沉降在地铁隧道与车站间的结构缝两侧约1m处的道床上布设1对沉降监测点（如图3所示），定期或根据监测结果用精密水准测量方法监测2点间的高差变化，确保基准网的正确。
5结论与讨论
篇7
关键字：运营期；地铁；沉降监测；数据处理；自动化
中图分类号：U45 文献标识码：A
随着经济的发展，越来越多的城市开始兴建地铁工程。地铁建造在地质复杂、道路狭窄、地下管线密集、交通繁忙的闹市中心，其安全问题不容忽视；因此，隧道结构沉降监测是地铁施工期和运营期的一项长期任务。由于观测周期短、时间长、数据量大，给内业数据处理带来巨大困难，导致工作效率低下。根据地铁沉降监测网的布设特点开发的数据处理软件，可以轻松完成繁琐的内业数据处理，大大提高处理效率。
1、监测网的布设特点与施测方法
地铁隧道的结构特性，决定了地铁往返隧道只有在地铁站处相互连通；为了提高地铁沉降观测的精度、可靠性，水准线路在地铁站处构成闭合环，基准点、工作基点和监测点组成了一个锁链状沉降监测网，监测网网形如图1所示。监测网由基准点、工作基点和监测点组成。在对其地铁隧道沉降监测中，考虑到地下车站结构体较大，相对隧道要稳定的多，且便于对隧道沉降监测，通常在每座地下车站内左线和右线位置分别设立1个工作基点[1]。区间隧道沉降的监测点布设在道床的两轨之间，一般间隔50~60m设一个点，地质条件差或地下水丰富的区段需加密。基准点为隧道线路两端远离测区且地质情况良好的国家一、二等水准点（如图1中CP01、CP02）。
图1 沉降监测网示意图
由于监测点是根据地铁结构、地质条件布设，间距不等，为此，另行布设仅包括基准点、工作基点，网形如同沉降监测网的沉降监测基准网。每期隧道变形监测前，首先采用国家一等水准技术要求对基准网施测，用以分析工作基点的稳定性；然后，按图1所示进行隧道结构沉降观测。
2、监测数据处理
2.1 闭合环的自动识别
计算水准网的环闭合差是水准网数据检核的重要手段。如果采用人工作业进行闭合环的寻找，大量的测量数据不仅导致工作繁琐，降低效率，而且易于出错。结合工作实践，充分考虑各种数据情况细节的基础上，结合图论相关知识，实现闭合环的自动化识别。闭合环的自动化识别，关键是线路连接点的识别与测段的方向调整。
为叙述方便，将处于水准线路节点上的监测点称为节点（如图1中L1），水准线路其他中间点称为过渡点。闭合环自动识别的两个前提条件是：水准线路中各测段必须起始、结束于基准点、工作基点或节点。左右线监测点点名分别按里程或序数累加进行命名。
结合图论知识，将水准网“图”化，也就是将其“矩阵”化，即把水准线路有序的保存在数组中。观测数据中，根据节点三向连接这一特性，将水准线路中节点找出，如图1中，L1、L2、R1、Rn即为节点；由于水准线路节点点名具有特定次序，节点相对位置就已确定。随着节点的确定，水准线路中闭合环总数以及每个闭合环相对应的节点也就被确定。
2.2稳定性分析与平差
地铁隧道结构沉降监测基准网是由基准点和工作基点组成，基准点一般远离监测区域，并且隧道线路较长，用固定基准点反而不利于监测基准网的稳定性分析。此外，地铁隧道结构的变形主要关注的是隧道相对于车站的位移，而地下车站结构体较大，相对隧道要稳定得多；因此，将车站内的所有工作基点组成监测基准网，进行基准网稳定性分析，然后对监测网平差，有效保证监测结果的精度与稳定性。
基准网稳定性分析有平均间隙法、稳健迭代权法、数据探测法及单点位移分量法[2]等。针对地铁结构的特殊性，基准网的稳定性分析普遍采用平均间隙法。假设对监测基准网的第i期与第j期做检验，首先将这两期观测数据按同一基准分别平差后，求出各工作基点高程变化值,可得到单位权方差估值
（1）
式中，为独立的个数；为独立的权阵，且。
两期观测的单位权方差经同一性检验后，可求得综合方差估值
（2）
式中，为观测值改正数列矩阵；为观测值改正数权矩阵；为第期和第期多余观测总数。组成统计量
（3）
式中，为一个以自由度和的分布变量。对网图形的一致性检验，若，则接受原假设，表明监测基准网点都是稳定的，其高程变化是由观测误差引起的；反之，则认为网中存在变动点。
如果基准网中存在动点，往往可通过分块间隙法、限差检验法和检验法（本文不对三种方法进行详述）探寻网中的动点；然后对基准网动点进行高程修正；最后，采用符合平差，计算出各监测点本期高程，获得该点沉降量。
3、程序实现及计算实例
3.1程序实现
以 Visual Basic 6.0和 SQL Server数据库为工具，设计开发地铁隧道沉降监测数据处理软件TSMDPS。根据图论原理，通过Visual Basic代码实现水准网闭合环的自动搜寻及测段区分；通过数据库存储基准点、工作基点及监测点信息，其数据就不体现了。
3.2计算实例
某市地铁西延线是一号线的西延工程，线路全长4.82km，其中地下隧道长3.93km，设有三座地下车站。于XXXX年9月开始对隧道底板做沉降监测，每期观测后，首先对基准网进行经典平差，计算出工作基点的高程；然后，采用平均间隙法，以当期与首期两期观测做检验进行工作基点稳定性分析，若存在不稳定点，则通过分块间隙法确定变动点，然后对变动基准点进行高程修正。高程修正后，对隧道结构沉降监测网进行符合平差，获得各监测点本期高程观测值；通过与以上各期观测高程数据分析，获得累计沉降量、本本期沉降量、沉降速率及挠度等隧道沉降指标，便于对运营期地铁隧道安全性的监控。具体程序实现过程如图1、图2、图3所示。
为验证程序基准网稳定性检验与平差计算的正确性，将TSMDPS与南方平差易处理结果相比，部分监测点平差后高程对比结果见表4。对比结果表明：平差后高程最大相差为0.13mm，表明程序计算精度达到经典平差程序精度标准，满足实际工作中对计算精度的需要。
表4 平差后高程对比表
4、结论
（1）通过与南方平差易、科傻平差系统平差计算结果对比表明：开发的地铁隧道沉降监测数据处理软件有足够的精度与可靠性。
（2）通过图论原理，基于水准仪观测文件格式，实现水准线路闭合环自动识别功能，大大提高了内业数据处理效率；同时，软件减少了数据处理中格式转换等过多的认为干预，相应减少了数据处理中的人为错误；可为类似工程提供借鉴。
（3）针对各类监测的特殊性，往往通用平差软件没有很好的适用性，地铁隧道沉降监测数据处理软件可为我们提供一个很好的解决途径：针对各类监测的特殊性，编写特定的数据处理程序，可使我们在工作中达到事半功倍的效果。
参考文献：
篇8
The article mainly introduces the layout and application of Banduo Hydropower Station dam safety automatic monitoring system ；detailedly introduces the comparison and selection for the integrated scheme of automation system and early late half-automatic equipment and system integration implementating.
关键词：班多水电站；安全监测自动化；系统集成；
中图分类号：F407文献标识码： A
Keywords: Banduo Hydropower Station; dam safety automatic monitoring；system integration;
1 工程概况：
黄河班多水电站位于位于青海省海南州兴海县与同德县交界处的班多峡谷出口处，距上游茨哈峡水电站6.5km，距下游羊曲水电站约75km，距湟源转运站282km，距西宁333km。
班多水电站工程以发电为主。枢纽主要由左岸混凝土坝、泄洪闸、河床式电站厂房及右岸混凝土副坝、开关站以及对外交通公路等主要建筑物组成。坝轴线长303.00m，坝顶高程2764.00m，最大坝高79.7m。设计正常蓄水位2760.00m，厂内安装三台轴流转浆式水轮发电机，总装机容量360MW，总库容1535万m3。
班多水电站工程等别为二等大（2）型，挡水、泄洪、引水及发电等永久性主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。导流建筑物主要有导流明渠及泄洪闸，导流明渠坝址处在工程后期回填成左岸混凝土副坝。
2 监测系统简介：
安全监测系统监测项目主要包括电站建筑物及其边坡的变形、应力应变及温度、渗流，传感器数量为273支，主要为差动电阻式和振弦式仪器。
根据现场施工及蓄水期加密观测需要，目前已有178支内观传感器接入数据采集模块，共安装各类数据采集模块15个，其中弦式采集模块2台，差阻式采集模块13台，分别安装在厂房、左右付坝及泄洪闸测站，各采集模块独立运行。作为半自动化设备，可用便携式采集装置实现测站自动数据采集，未形成网络集中控制；
前期半自动化系统由西安华腾光电实施，数据存储软件采用sql sever 2000作为其数据库管理软件。
后期自动化改造工程于2012年5月由南京南瑞集团公司中标实施，主要包括绕坝渗流、扬压力、垂线、引张线、边坡稳定仪器接入自动化网络和前期半自动化设备的集成，通过集成网络实现所有自动化设备的控制。
3．系统布置
班多水电站由于点少且较为集中，可实现全部测点的自动化观测，上游边坡仪器（共计36支）由于现场条件受限，自动化实施困难。上下游水位独立监测不纳入自动化。则有232支仪器可实现自动化观测，其中177支已接入半自动化设备，另有54支仪器需接入自动化系统，主要为绕坝渗流、坝基扬压力、垂线、引张线及下游边坡岩石变位计。依据现场情况，共安装南瑞公司DAU2000采集单元6台。各类NDA模块10块。分别布设于1#、2#、3#垂线室及左岸交通廊道。
4.双系统集成方案选择：
4.1集成方案的选择
方案一：
依据原有华腾设备厂家提供的通讯协议，编写华腾设备控制控件并将控件增加至南瑞公司系统管理软件，实现南瑞系统软件对半自动化设备的采集、控制；
该集成方法优劣分析：
优点：
（1）同一软件控制不同系统，维护操作较为方便。
（2）运行维护人员比较熟悉南瑞系统，可减少运行维护培训力度，节省培训费用；
缺点：
（1）需重新编写控制软件，开发软件投入较大，没有类似工程经验；
（2）各厂家设备用同一总线连接成串，总线线路较长，两厂家设备通信能力不同，容易造成通信不稳；
（3）同一总线传输不同设备控制命令，容易造成信号冲突；
（4）后期软件若出现运行故障，故障较难查找，维护难度较大。
方案二：
各系统分别采集、存储并保存至相应数据管理软件，然后编写数据传输软件将华腾设备采集所采集原始数据同步至南瑞系统数据库，然后在南瑞系统软件中建立相应测点，与华腾系统存储数据库中测点一一对应，在南瑞系统软件中实现原始资料的计算、整编、过程线绘制等功能；
该集成方案优劣分析：
优点：
（1）实施只需编写数据传输软件，并且有类似工程经验，实现难度不大；
（2）并且双系统独立运行，信号传输不会产生冲突，独立运行、独立维护，维护难度较小。
缺点：
（1）两条线路需要各自独立的服务器和光缆线路支持，加大了服务器和通讯光缆的需求量。
经过资金投入和技术实现难度对比分析，认为第二种实现方式投资较少、技术上易于实现，故采用第一种方案实现双系统的集成。
4.2系统集成实现：
半自动化设备以“一进一出”串糖葫芦总线方式用屏蔽双绞线并联接入网络，总线首端位于坝顶3#垂线室，尾端接入匹配电阻以防止信号反射，以保证总线线路通信能力。
后期改造工程设备按设计文件要求安装至各测站，并将传感器按测点配置表接入各模块，并已总线方式将设备连接成网络。总线末端分别位于坝顶1号垂线室和基础廊道2号垂线室。总线首端位于坝顶3#垂线室。
在3#垂线室风别安装适合半自动化设备和南瑞设备的光端设备，将各系统总线接入4芯通讯光缆（南瑞系统和华腾系统各两芯）通至办公楼中控室，中控室分别安装其采集计算机和存储服务器，实现系统数据采集和整编。
示意图见图一：
图一:班多水电站安全监测自动化网络示意图
5 运行状况
班多水电站安全监测自动化自2012年12月10日正式投运进入试运行期，试运行期间，仍采用原先人工观测对各坝段位移进行观测，将其结果与自动化观测结果进行比较，以检验自动化系统观测结果的可靠性。
5.1 外观位移监测
取倒垂线测点IP1为例，进行比测分析：
图二:IP1测点人工、自动化比测过程线
由于人工观测早于自动化观测存在累计位移值，从图二可以看出，人工、自动化变化趋势一致，存在台阶为人工观测累计位移值；
5.2外观渗流监测
取测点UP-05为例，进行比测分析：
图三:UP-05测点人工、自动化比测过程线
从图三可以看出，对于渗流观测，自动化观测精度明显高于人工观测，人工、自动化变化趋势一致，满足观测要求；
5.3内观应力监测
取测点R-XS-13为例，进行比测分析：
图四:R-XS-13测点人工、自动化比测过程线
从图四可以看出，人工、自动化比测差值较小，满足观测要求；
5.4内观位移监测
取测点S506-CF-3为例，进行比测分析：
图五: S506-CF-3测点人工、自动化比测过程线
从图五可以看出，自动化略有跳值，但跳幅较小，精度满足要求，内观观测人工、自动化变化一致，总体测值稳定；
5.5内观渗流监测
取测点P6-XZ为例，进行比测分析：
图六: P6-XZ测点人工、自动化比测过程线
从图六可以看出，对于部分测值，人工观测由于观测周期限制，未能准确反映周期外变化，而自动化观测则能避免部分特征值漏测；比测人工、自动化比测差值较小，满足观测要求；
6 结论和几点建议
班多水电站大坝安全监测自动化系统建成后，运行稳定，为后期自动化系统实用化奠定了坚实的基础，并且其中双系统的集成方法对于其他电站系统集成提供了工程经验。
（1）垂线、渗流、内观等各分系统运行良好， 测值稳定无突跳，观测精度满足规范要求；
（2）华腾系统和南瑞系统运行良好，通讯稳定，测值能实时采集并存储至各自系统数据库中；
（3）数据传输软件运行良好，通过设置定时传输任务，华腾数据能定时传输至南瑞系统并实现整编，数据传输稳定、可靠。
几点建议：
（1）监测自动化系统若包含多厂家设备，需在施工前将各自责任及义务界定清楚，以免在发生出现故障时各设备厂家相互推诿导致故障不能及时处理，造成监测数据中断。
（2）建立完善的运行维护制度（如：编写运行维护规程并执行；建立台账登记制度等），保证故障能得到及时有效的处理；
（3）定期对运行维护人员进行技术培训（一年一次或者半年一次），提高故障处理能力，缩短故障处理周期，保证数据缺失率。
参考文献：
[1] 张秀山.公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统建设和运行.四川理工学院学报
[2] 李季,陆声鸿,郭晨等.李家峡水电站大坝安全监测自动化系统.水力发电,
[3] 孔庆梅.自动化监测系统在龙羊峡水电站大坝安全监测中的应用.电力信息化
[4] 方卫华.大坝监测数据采集系统的干扰问题研究[J].黄河水利职业技术学院学报
[5] 陈树莲,郭晨.黄河大峡水电站大坝安全监测自动化系统设计.//中国水力发电工程学大坝安全监测设计与施工学术讨论会论文集.1997:1～10.
[6] 郭晨,马迅,贺晨鸿等.大坝安全监测自动化系统设计中的几个问题.水力发电
[7] 黄文钰.浅析水电站大坝安全监测自动化现状及发展趋势[J].广东科技
篇9
【关键词】水情；自动化监测；系统
application of water automatic monitoring system in long distance water transfer project
duan xiao-yan
(karamay city water supply company karamay xinjiang 834000)
【abstract】this article describes the regime of long distance water transfer project in the basic functions of the automatic monitoring system and the structure and composition, that monitoring of the system in terms of hydrological significance.
【key words】water regime; automatic monitoring; system
1. 引言
长距离调水工程是解决区域性水资源分配不均衡及城市、农业、工业用水矛盾的调水工程。由于长距离调水工程线路长，工程往往穿越崇山峻岭，沙漠戈壁，或旷野荒丘，线路长达数百公里，沿线水情站点星罗棋布，因此，从工程运行的实时性、一致性和运行效能考虑，在工程沿线实施水情自动化监测系统很有必要。
水情自动化监测是实现长距离调水工程管理信息化和自动化的基础，及时、准确、全面地掌握水情，为水资源的合理配置、监控调度，提供基础信息服务，对于进一步提高水资源的利用率，提高工程管理水平具有重要意义。
2. 水情自动化监测系统的基本功能与结构组成
水情自动化监测系统包括能适用于野外工程环境的各种遥测仪器、数据采集装置、现场通信网络、数据通信系统、监测管理系统等软硬件设备。主要完成水情信息的采集和监控功能，按功能可以分为数据采集、数据传输和数据处理三大部分。
由于长距离调水工程水情监测对象多并且分散，并具有串联结构的特征，任何一个测站的水情变化都将直接影响到整个水情调度系统的运行。因此，水情自动化监测系统中，设置1个监测管理中心站（数据处理），和若干个中继站、数个或数十个甚至更多的各类遥测站（数据采集），采用分布式数据采集方式，组成合理的系统结构。中心站主要负责数据的收集和处理，遥测站主要负责采集信息并编码发送至中心站。
3. 水情自动化监测系统的数据传输
鉴于长距离调水工程中监测站点高度分散的特点，其现场通信需要采取能支持较长距离站点之间的通信方式，或者采用相对独立的通信方式，遥测站与中心站之间的数据传输应根据不同情况灵活选择不同的通信方式，可由光缆通信线路提供的电话线、半永久电路、isdn、无线超短波等方式传输。
目前常用的是基于rs-485的现场网络通信。通常，一个水情自动化监测系统是将多个相距不太远的监测站采用rs-485总线构成现场网络，然后以某种通信方式将数据传输至中心站。
4. 遥测站的工作方式
水情自动化系统通常采用自报式、应答式或自报/应答兼容式工作方式，几种工作方式的工作过程及特点如下：
4.1 自报工作方式是在监测水位等参数发生一个计量单位的变化时实时将实测值传送到中心站，这种工作方式下遥测站功耗低、结构简单、可靠性高、实时性强，能很好地反映水位变化的全过程。
由于长距离调水工程沿线的遥测站较多，采用自报工作方式需要注意各遥测站点数据碰撞导致数据传输延迟的问题。通过合理设计遥测站点的发信时序，可以保证同一中心站（或同一中继站）下的站点定时自报时间不冲突；中心站安排合适的时间对遥测站校时，保证站点时钟统一，以减少定时自报的碰撞概率，这些措施都可以提高系统信息传输的畅通率。
4.2 应答式工作方式下的遥测站能对水位等参数发生的变化自动采集和存储，但不主动传送给中心站，只有当中心站发出查询命令时，才将当前水位数据传送给中心站。因为接收中心站的查询命令，所以遥测站接收机处于长期守候状态，功耗较大。
4.3 自报/应答兼容式工作方式具有自报、应答两种工作方式的特点，数据采集间隔可调，从1min至任意时间段，既能很好的反映水情变化的全过程，又能响应中心站的查询，其缺点也是功耗大，相对可靠性低。
篇10
自动化测试就是希望能够通过自动化测试工具或其他手段，按照测试工程师的预定计划进行自动的测试，其目的是降低测试的劳动量，达到提高软件质量的目的。涉及到测试流程、测试体系、自动化化编译、持续集成、自动测试系统以及自动化测试等方面。
一、 软件测试自动化的概念
软件测试自动化就是执行用某种程序设计语言编制的自动测试程序，控制被测软件的执行，模拟手工测试步骤，进行全自动或半自动测试。全自动测试指在自动测试过程中，根本不需要人工干预，由程序自动完成测试的全过程。半自动测试指在自动测试过程中，需要由手工输入测试脚本或选择测试路径，再由自动测试程序按照人工指定的要求完成自动测试。
为保证软件的质量，必须按照软件工程的方法，在软件生命周期的各个阶段进行有效的管理和度量，软件测试是软件生命周期的重要阶段。目前软件测试普遍采用传统的测试方法，即白盒测试和黑盒测试。在测试工具上大多采用手工测试，或编制一些简单的测试程序进行测试，既耗时间又不规范。更大的隐患在于当将软件分发给用户使用时，常常会发生问题，严重时导致系统瘫痪。自动测试技术目的在于消除手工测试中人为的错误，加快测试循环，有效利用资源，提高工作效率。同时，使测试具有一定的规范性，提高测试的可重复性。
二、软件测试与自动化的联系
测试是一种技术。根据IEEE的定义，软件测试是使用人工或自动手段来运行或测定某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或弄清预期结果和实际结果之间的差别，尽可能发现存在的缺陷。它的目标是以较少的测试用例、时间和人力找出软件中潜在的各种错误和缺陷，以确保系统的质量。
自动测试也是一门技术，但与测试技术有很大不同。自动化测试是利用策略、工具以及产出等，减少人工介入到非技术性、重复性、冗长的测试活动里，从而达到无人监守完成测试，并自动产生测试报告，分析测试结果等一系列活动。自动化测试的目标是对被测试系统进行自动测试。总的来说，自动化测试的目的就是用较少的开销，获得彻底的测试，并提高产品的质量。
软件测试是由一系列有序活动组成的，始于测试计划，着重测试开发。软件测试自动化是针对这一系列活动及其管理的自动化，包括软件测试过程规范管理的自动化和软件测试活动的自动化。
无论自动测试还是手工测试都不影响测试的有效性，即测试的有效性和测试方式无关。测试脚本的设计与选择和测试质量有着直接关系，好的测试脚本方案应该可以以有限的数量发现软件中的大部分缺陷。因此选择何种测试脚本进行测试十分重要。实验和经验表明随机选择测试脚本并不是测试的有效方法，好的测试方法应该是开发好的测试脚本。
什么样的测试脚本是好的测试案例？有四个特性可以描述测试脚本的质量，它们分别是有效性，可拓展性，经济性和可维护性。监测软件缺陷的有效性是最重要的一个方面。好的测试脚本应该是可拓展的。可拓展性的意思是，这个测试脚本可以测试多项内容，这样就有效减少了测试脚本的数量。另外还应从成本出发去衡量一个测试脚本的经济性，包括测试脚本的执行、分析和调试是否经济，以及测试案例的可维护性，即每次软件变更后修改测试脚本的成本。
通常对这四个方面要进行平衡。例如，一个测试脚本可以覆盖到很多的测试内容，但要其执行和调试的成本可能很大。可能在每次软件变更后需要对测试脚本进行大量的维护。一次高拓展性可能导致经济性和可维护性比较低。因此测试技术不仅要保证测试脚本具有发现缺陷的高可能性，而且还要保证测试脚本的经济性，避免过高的执行、分析和维护成本。
对于手动测试脚本来说，无论测试执行的次数是多少，其经济性和可修改性都不会发生变化。然而对于自动化系统测试来说，在该测试第一次被执行时，其经济性和可维护性都比手动测试脚本要低，但伴随着测试的持续反复执行，自动测试的经济性迅速增长，可维护性也伴随着提高，当一个测试需要被重复执行时，自动化系统测试开始显示它的价值。自动测试的方法越好，长期使用获得的收益越大。
三、 测试自动化的现状
目前对于软件自动化测试主要有如下几种方法：
1、手写静态测试自动化方法 该方法应用静态的测试脚本和固定的测试脚本在被测应用的GUI上运行。这种自动化实际上只是体现在测试执行过程中，并且脚本需要反复调试，健壮性差。
2、随机输入自动化测试方法 这种方法的原理是让计算机模拟真实用户去进行各种GUI操作，只不过是测试过程本身涉及的行为是随机产生的，顺序也是随机产生的，它虽然可以发现一些测试人员无法发现的缺陷，但机会是很偶然的，因为测试程序本身并不知道对于它所产生的每一步操作及被测软件系统应该是如何反应的。
3、基于捕获/回放（C/P）机制的测试自动化方法 这种方法的本质是由测试人员与包含被测GUI的软件系统进行交互，基于C/P的工具负责将交互过程的场景和GUI操作捕获，生成测试脚本，再将这些操作进行回放。其优点是脚本生成相对容易；但是缺点也很明显，交互过程对测试人员的操作要求极高，并且脚本的可重用性非常差，对于回归测试过程无法提供有效支持，这些缺点使得该方法无法完美解决GUI测试的主要问题。
4、基于模型描述的自动化方法 这种方法的关键是对被测系统的行为进行形式化表述，形成模型，然后采用有穷状态机FSM （ Finite State Machine）从模型中产生测试脚本。通过这种方法产生的测试脚本可以有效的测试系统的具体行为是否满足系统设计要求，同时可以根据测试标准有选择地进行测试脚本生成和运行，但是缺点在于目前的系统规模越来越大，对于系统行为的模型描述越来越困难。这也是为什么这种方法一直无法在业界推广的一个主要原因。
四、测试自动化的挑战
伴随着开发及软件所使用的技术的更新，软件测试正面临新的机遇与挑战，图形用户界面GUI、分布式处理和庞大的分散网络就是这些新技术的代表。
